Uma nova abordagem verde para recuperação e estabilização de aroma de Lavandula stoechas, combinando CO2 supercrítico e solventes eutéticos profundos naturais

Aug 08, 2023

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 12443 (2023) Citar este artigo

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Este trabalho investigou uma abordagem verde para obter e estabilizar compostos orgânicos voláteis de Lavandula stoechas L. com características sensoriais de aroma, utilizando solventes alternativos, nomeadamente dióxido de carbono supercrítico (scCO2) e solventes eutéticos profundos (DES). Os extratos de CO2 foram dispersos em diferentes misturas de DES (betaína:etilenoglicol (1:3), betaína:glicerol (1:2) e glicerol:glicose (4:1)) e sua estabilidade foi monitorada durante 6 meses de armazenamento em temperatura ambiente monitorando o perfil headspace (HS). O extrato de CO2 foi utilizado como controle. Foi inicialmente determinado que havia uma presença dominante de monoterpenos oxigenados (67,33–77,50%) nos extratos. Durante o armazenamento ocorreram alterações significativas no HS das amostras, como a diminuição dos hidrocarbonetos terpênicos que também afetou a presença de terpenos oxigenados, que aumentou em alguns casos. Além disso, a maior formação de novos componentes foi registada no controlo, o que pode ser um indicador de diminuição da estabilidade. Os DESs-CO2 foram mais estáveis ​​que o controle CO2 e dentre eles, a betaína:etilenoglicol se destacou como os sistemas mais adequados para manter a estabilidade dos componentes do HS de L. stoechas. Para a estimativa visual de semelhanças e dissimilaridades entre as amostras, foram aplicadas abordagens de reconhecimento de padrões quimiométricos, incluindo análise hierárquica de cluster, análise de componentes principais e soma de diferenças de classificação.

Vários compostos orgânicos voláteis (VOCs) são caracterizados por propriedades aromáticas sensoriais e apresentam uma variedade de odores e são também conhecidos como odorantes, fragrâncias ou sabores. Esses COVs são usados ​​nas indústrias de alimentos, bebidas, química, cosmética, perfumaria e farmacêutica1,2,3 e a demanda do mercado por compostos aromáticos está em constante crescimento. De acordo com a Grand View Research4, o tamanho do mercado de aromas e fragrâncias a nível global foi estimado em 23,35 mil milhões de dólares em 2021 e deverá aumentar a uma taxa composta de crescimento anual de 4,3% no período entre 2022 e 2030. Além disso, existe a imensa necessidade e aspiração das indústrias em substituir aromas sintéticos por naturais para manter sua competitividade no mercado, que é condicionada pela demanda dos consumidores por produtos naturais e pela regulamentação. Além disso, considerando que a experiência organoléptica do produto é um dos principais fatores que determinam a sua aceitação e utilização, os compostos aromáticos têm um papel importante na economia5. Além de serem utilizados para regular as características sensoriais dos produtos, os compostos voláteis aromáticos possuem atividades adicionais relevantes do ponto de vista medicinal. Portanto, representam compostos biologicamente ativos e importantes.

Além disso, a crescente procura de componentes voláteis de origem natural cria a necessidade de investigação que vise estabelecer soluções mais eficientes, mais baratas, mais simples e verdes para a sua obtenção, bem como identificar novas fontes renováveis ​​de compostos voláteis de aroma natural.

Métodos convencionais para obtenção de sabores e fragrâncias naturais, como destilação hidro e a vapor, maceração, extração com solvente e enfleurage, representam processos com inúmeras desvantagens, como necessidade de purificação, utilização ineficaz de materiais, degradação de componentes e processos demorados3. Para superar essas deficiências, a extração supercrítica de dióxido de carbono (CO2) foi desenvolvida e sua superioridade sobre os métodos convencionais foi demonstrada6. A extração supercrítica de CO2 unifica vários aspectos benéficos e pré-requisitos importantes para a implementação industrial e para permanecer competitivo no mercado: (i) o meio ambiente – é alcançada uma utilização mais eficiente de matérias-primas naturais e é utilizado um solvente ambientalmente seguro; (ii) saúde – são obtidos produtos limpos, sem presença de solventes orgânicos tóxicos; (iii) lucro – ao otimizar processos, a utilização eficiente e o rendimento máximo são alcançados com a minimização das despesas do processo; as condições do processo podem ser manipuladas e variadas de acordo com a finalidade, podendo ser realizado fracionamento que pode aumentar o aproveitamento do material vegetal7,8. Além disso, a extração supercrítica de CO2 reduz a possibilidade de degradação que pode ocorrer frequentemente, por exemplo, durante a destilação a vapor9. Portanto, o cheiro dos extratos de CO2 é mais semelhante ao do material vegetal extraído. Além disso, a estabilidade e a maior vida útil dos extratos de CO2 em comparação com o óleo essencial podem ser o resultado da coextração de componentes lipídicos de maior peso molecular que não participam na formação do cheiro, mas podem ter um papel na desaceleração e/ou prevenção da evaporação de COVs aromáticos3.